最新的加入角度感測器來實現恆轉矩控制（本質上講是恆功率控制）的幾種方案，這些方案都很新穎，但是在國內還鮮有見到。除去這些用角度感測器實現的恆功率控制，各大品牌廠商也有自己比較成熟的恆功率實現方案，消化和吸收原有成熟方案，對於工程師再創造是很有意義的。

國產CY恆功率軸向柱塞泵

有必要先提一下國產的CY軸向柱塞泵，雖然現在這種形式可能已經應用不多，但是體現的那個時代中國液壓人的智慧，不應該被忽視。

圖1 CY柱塞泵變數機構機構圖及恆功率曲線

泵本身排油口壓力經液壓伺服滑閥控制變數機構，是採用雙彈簧的恆功率變數機構。伺服變數過程大概是這樣：當壓力超過某一設定值時，由於滑閥的直徑D1>D2，所以腔室d中向上的液壓力大於彈簧預緊力時，滑閥3將克服外彈簧5的作用從而使滑閥3上升，環槽c被堵住，環槽g被開啟，活塞上腔室e中的油經f、g從滑閥中心孔流回油箱，則下腔室a的壓力油將活塞2往上推，使其跟蹤滑閥3向上運動，斜盤傾角減小，則流量減小。泵排油口壓力降低時，則流量增加，工作過程與之前相反［1］。在這種恆功率機構中，滑閥3和活塞2之間的反饋設計還是很經典的。

力士樂A10VO恆功率軸向柱塞泵

圖2 A10VO液壓原理圖［4］

圖3 A10VO恆功率閥［4］

A點是恆功率起調點，在AB段內，此時增大工作壓力，工作壓力作用於功率閥5推開功率閥5的閥芯，在功率閥5的第一根功率彈簧壓縮力與工作壓力平衡後停止運動，功率閥5的溢流量增大，流量閥7的閥芯右端壓力降低，流量閥7的閥芯右移，流量閥7工作於左位，變數柱塞6大端作用有高壓油，變數柱塞6左移，排量減小。與此同時，變數柱塞6透過反饋機構作用於功率閥5，使得功率閥5的溢流量減小，流量閥7的閥芯右端壓力增大，流量閥7的閥芯逐漸左移，變數柱塞6運動速度逐漸接近零，流量在該工作壓力下穩定。AB工作段壓力流量關係為線性關係。BC段，因為兩根功率彈簧同時都處於工作狀態，彈簧剛度為兩彈簧剛度之和，BC段壓力流量關係斜率增大，但仍為線性關係，此階段工作過程與AB階段相同［2］。

圖4 功率曲線［4］

圖5 功率反饋機構［4］

應當指出在整個調節過程中，阻尼孔10起著至關重要的過程，若是沒有這個阻尼孔，整個系統將處於“癱瘓”的狀態。在原理圖上，功率閥5畫成了溢流閥的符號，此處的功率閥5實際上是帶有反饋功能的溢流閥，如圖3和圖5所示，研究表明適當增加功率閥5的三角槽個數，可以減小泵的最小功率，從而改變靜態工作曲線，在一定程度上增大泵的功率控制範圍［2］。

川崎K3V恆功率軸向柱塞泵

日本川崎公司的K3V軸向柱塞泵泵調節器，採用的是機械反饋結構，K3V具有總功率控制、變功率控制、負流量控制、最大流量兩端控制等等，控制方式極其豐富，這裡限於篇幅不在對其變數過程展開進行研究。K3V泵調節器設計精巧，對於一位機械或者液壓工程師來說，應該來說很具有吸引力。K3V的總功率控制、變功率控制是建立在恆功率控制的基礎上實現的，其恆功率曲線最終透過雙彈簧逼近來實現。

圖6 K3V變數機構

力士樂A11VO恆功率軸向柱塞泵

其工作原理是：當泵功率未達到調定的恆功率值時，p、A和a的乘積（力矩）小於輸入的Fb（F為彈簧設定值產生的彈性力），變數閥1處於右位，排量最大，此時泵的輸出排量最大。假如工作壓力超過了彈簧的設定值，即當pAa大於Fb時，在搖桿處的槓桿長度減小，作用在槓桿5上的順時針力矩大於逆時針力矩，槓桿使變數閥芯移動，壓力油進入大變數缸3，使排量有所減少，直至重新回到逆向力矩等於小於順向力矩的狀態。工作壓力可以按排量減少量的相同比例增加，使驅動功率不會被超過，從而保持泵的輸出功率為常數［3］。

圖7 A11VO軸向柱塞泵

採用雙彈簧結構和採用槓桿結構來實現恆功率變數，是在實際生產中應用較普遍的恆功率實現方式。從上面可以看出CY、A10VO、K3V、A11VO均採用了反饋結構，只不過反饋的形式及反饋機構有所不同而已。

CY、A10VO、K3V恆功率曲線最終都是透過雙彈簧結構逼近來實現的，而A11VO巧妙的採用了槓桿的結構，功率曲線更接近雙曲線。筆者認為，槓桿結構的發明應該是“傳統”恆功率家族比較有突破意義的創新。

除去上面幾種比較典型的產品，Paker、Oilgear等品牌產品的恆功率實現方式在原理上與上面幾種還有所不同，限於篇幅不再詳述。

選自 iHydrostatics。